(57)【要約】  【課題】  パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができるパケット中継装置を提供すること。  【解決手段】  パケットの送出許可の可否を判断するための送出許可データ量に基づいてパケットを中継するパケット中継装置１において、トリガ出力部８からのトリガを受ける度に割り当てられた帯域に応じたデータ量を送出許可データ量に加算するとともに、バッファ部４からパケットが送出されたときに該パケットのデータ量を送出許可データ量から減算する送出許可データ量制御部１２と、パケットが受信されたときに、バッファ部４に送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量以下の場合には、当該パケットを送出させる送出可否判定部９とを備える。【選択図】  図１
2006101336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部（１１）と受信部（２）とパケットを格納するバッファ部（４）とを備え、
パケットの送出許可の可否を判断するための送出許可データ量に基づいて、パケットを中継するパケット中継装置（１）にして、
一定周期でトリガを出力するトリガ出力部（８）と、
当該トリガ出力部からのトリガを受ける度に割り当てられた帯域に応じたデータ量を前記送出許可データ量に加算するとともに、前記バッファ部からパケットが送出されたときに該パケットのパケット長に応じたデータ量を前記送出許可データ量から減算する送出許可データ量制御部（１２）と、
前記送出許可データ量制御部によって前記送出許可データ量が加算された時に、前記送出許可データ量に基づいた範囲のデータ量のパケットを前記バッファ部から送出することを許可する送出可否判定部（９）とを備えた前記パケット中継装置において、
前記送出可否判定部は、１つのパケットが受信されたときに、前記バッファ部に送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が前記送出許可データ量以下の場合には、当該パケットの送出を許可し、
前記送出許可データ量制御部は、この一つのパケットが送出された場合にも、この一つのパケットのデータ量を前記送出許可データ量から減算させることを特徴とするパケット中継装置。
【請求項２】
送信部（１１）と受信部（２）とフロー毎にパケットを格納するバッファ部（４）とを備え、
フロー毎に決められたパケットの送出許可の可否を判断するためのフロー毎の送出許可データ量に基づいて、パケットを中継するパケット中継装置（１）にして、
一定周期でトリガを出力するトリガ出力部（８）と、
当該トリガ出力部からのトリガを受ける度に前記フロー毎に割り当てられた帯域に応じたデータ量を前記送出許可デー夕量に加算するとともに、前記バッファ部からパケットが送出されたときに該パケットのパケット長に応じたデータ量を該パケットが属するフローの前記送出許可データ量から減算する送出許可データ量制御部（１２）と、
前記送出許可データ量制御部によって前記送出許可データ量が加算された時に、前記送出許可データ量に基づいた範囲のデータ量のパケットを前記バッファ部から送出することを許可する送出可否判定部（９）とを備えた前記パケット中継装置において、
前記送出可否判定部は、１つのパケットが受信されたときに、前記バッファ部の当該パケットが属するフローに送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が当該パケットが属するフローの前記送出許可データ量以下の場合には、当該パケットの送出を許可し、
前記送出許可データ量制御部は、この一つのパケットが送出された場合にも、この一つのパケットのデータ量を当該パケットが属するフローの前記送出許可データ量から減算させることを特徴とするパケット中継装置。
【請求項３】
前記送出可否判定部は、前記トリガ出力部からのトリガを受けて前記１つのパケットと異なるフローのパケットを送出させている間は、前記１つのパケットを送出することを禁止することを特徴とする請求項２に記載のパケット中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケットを中継するパケット中継装置に関し、詳しくは、中継するパケットの伝送量を制御するパケット中継装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中継するパケットの伝送量を制御するパケット中継装置としては、例えば、受信されたパケットを送信元端末のアプリケーションから宛先端末のアプリケーションまでの流れを表すフロー毎に送信キューに分別し、送信キュー毎に割り当てられた帯域値に従ってほぼ一定の時間間隔で宛先端末のアプリケーションにパケットを送信するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３２０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のパケット中継装置は、送信キュー毎に一定の時間間隔でパケットを送信するため、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間がかかっててしまうといった問題があった。
【０００４】
特に、通常のネットワークでは、パケット中継装置を多数経由してパケットが送信されるため、個々のパケット中継装置の遅延が積み重なって大きな遅延となる恐れがある。例えば、ＴＶ電話による通話をネットワークを介して行う場合、遅延が大きくなると快適な通話ができなくなる。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができるパケット中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のパケット中継装置（１）は、送信部（１１）と受信部（２）とパケットを格納するバッファ部（４）とを備え、パケットの送出許可の可否を判断するための送出許可データ量に基づいて、パケットを中継するパケット中継装置（１）にして、一定周期でトリガを出力するトリガ出力部（８）と、当該トリガ出力部からのトリガを受ける度に割り当てられた帯域に応じたデータ量を前記送出許可データ量に加算するとともに、前記バッファ部からパケットが送出されたときに該パケットのパケット長に応じたデータ量を前記送出許可データ量から減算する送出許可データ量制御部（１２）と、前記送出許可データ量制御部によって前記送出許可データ量が加算された時に、前記送出許可データ量に基づいた範囲のデータ量のパケットを前記バッファ部から送出することを許可する送出可否判定部（９）とを備えた前記パケット中継装置において、前記送出可否判定部は、１つのパケットが受信されたときに、前記バッファ部に送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が前記送出許可データ量以下の場合には、当該パケットの送出を許可し、前記送出許可データ量制御部は、この一つのパケットが送出された場合にも、この一つのパケットのデータ量を前記送出許可データ量から減算させるように構成されている。
【０００７】
この構成により、パケットが入力された時に、送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量以下の場合には、トリガ出力部からのトリガを待たずに当該パケットを入力されたタイミングで送出させるため、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができる。
【０００８】
また、本発明のパケット中継装置（１）は、送信部（１１）と受信部（２）とフロー毎にパケットを格納するバッファ部（４）とを備え、フロー毎に決められたパケットの送出許可の可否を判断するためのフロー毎の送出許可データ量に基づいて、パケットを中継するパケット中継装置（１）にして、一定周期でトリガを出力するトリガ出力部（８）と、当該トリガ出力部からのトリガを受ける度に前記フロー毎に割り当てられた帯域に応じたデータ量を前記送出許可デー夕量に加算するとともに、前記バッファ部からパケットが送出されたときに該パケットのパケット長に応じたデータ量を該パケットが属するフローの前記送出許可データ量から減算する送出許可データ量制御部（１２）と、前記送出許可データ量制御部によって前記送出許可データ量が加算された時に、前記送出許可データ量に基づいた範囲のデータ量のパケットを前記バッファ部から送出することを許可する送出可否判定部（９）とを備えた前記パケット中継装置において、前記送出可否判定部は、１つのパケットが受信されたときに、前記バッファ部の当該パケットが属するフローに送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が当該パケットが属するフローの前記送出許可データ量以下の場合には、当該パケットの送出を許可し、前記送出許可データ量制御部は、この一つのパケットが送出された場合にも、この一つのパケットのデータ量を当該パケットが属するフローの前記送出許可データ量から減算させるように構成されている。
【０００９】
この構成により、パケットが入力された時に、入力されたパケットが属するフローに送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が当該パケットが属するフローの送出許可データ量以下の場合には、トリガ出力部からのトリガを待たずに当該パケットを入力されたタイミングで送出させるため、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができる。
【００１０】
なお、前記送出可否判定部は、前記トリガ出力部からのトリガを受けて前記１つのパケットと異なるフローのパケットを送出させている間は、前記１つのパケットを送出することを禁止するように構成してもよい。
【００１１】
この構成により、トリガを受けてパケットを送出させている間は、パケットが入力されたタイミングでパケットをすることを禁止するため、送出されるパケット同士が衝突してしまうことを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができるパケット中継装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置のブロック図である。パケット中継装置１は、ネットワークからパケットを受信する受信部２と、受信されたパケットをフロー毎に分類するパケット分類部３と、分類されたパケットを格納するバッファ部４と、分類されたパケットに関する情報を管理するパケット管理部５と、パケットの送出の可否を判断するための送出許可データ量をフロー毎に保持する送出許可データ量保持部６と、送出許可データ量の加算量をフロー毎に保持する送出許可データ加算量テーブル７と、一定周期でトリガを出力するトリガ出力部８と、送出許可データ量に基づいてパケットの送出を許可するか否かをフロー毎に判断する送出可否判定部９と、送出可否判定部９によって送出が許可されたパケットをバッファ部４から取得するパケット取得部１０と、パケット取得部１０によって取得されたパケットを送出する送信部１１と、送出許可データ加算量テーブル７に保持された送出許可データ量の加算量および送信部１１によって送出されたパケットのパケット長に応じたデータ量に基づいて送出許可データ量を制御する送出許可データ量制御部１２とを備えている。
【００１５】
本実施形態において、フローとは、送信元端末のアプリケーションから宛先端末のアプリケーションまでの流れを表し、具体的には、パケットに含まれる送信元端末のアドレス情報やポート番号、宛先端末のアドレス情報やポート番号、およびプロトコル等によって識別される。
【００１６】
パケット分類部３は、図２（ａ）に示すようなパケットのフローを識別するためのフロー識別子２１を生成し、生成したフロー識別子２１およびパケットのパケット長２２を含むパケット情報２３を図２（ｂ）に示すようにパケットに付加することによって該パケットをフロー毎に分類するようになっている。なお、図２は、一例を示すものであり、パケット情報は、パケットに関する他の情報を含むようにしてもよい。
【００１７】
パケット管理部５は、パケット分類部３によってパケットに付加されたパケット情報と共に、当該パケットのバッファ部４における格納アドレス等のパケットに関する情報を管理するようになっている。
【００１８】
送出許可データ量保持部６によってフロー毎に保持される送出許可データ量は、例えば、送出を許可するパケットのデータ量の上限を表している。送出許可データ量制御部１２は、トリガ出力部８からのトリガを受ける度に対象とするフローを順次切り替えて、対象とするフローの送出許可データ量に、対象とするフローの送出許可データ量の加算量を加算するようになっている。
【００１９】
また、送出許可データ量制御部１２は、送信部１１によって送出されたパケットが属するフローの送出許可データ量から送信部１１によって送出されたパケットのパケット長に応じたデータ量を減算するようになっている。
【００２０】
このように、送出許可データ加算量テーブル７に保持される送出許可データ量の加算量を調整することによって、パケット中継装置１は、フロー毎に帯域制限を行うことができる。
【００２１】
送出可否判定部９は、トリガ出力部８からのトリガを受けた送出許可データ量制御部１２に同期して対象とするフローを順次切り替えて、対象とするフローの送出許可データ量と、対象とするフローに属するパケットのパケット長に応じたデータ量とを比較し、送出許可データ量を超えない範囲のデータ量のパケットの送出を許可するようになっている。ここで、フローに属するパケットのパケット長は、パケット管理部５によって管理されているパケットに関する情報から取得できる。
【００２２】
また、送出可否判定部９は、パケットが受信部２に受信されたときに、受信されたパケットと同じフローに分類され、バッファ部４に既に格納されている送出待ちパケットがない場合であって、かつ、受信されたパケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量以下の場合には、受信されたパケットを送出させることを許可するようになっている。
【００２３】
なお、送出可否判定部９は、トリガ出力部８からのトリガを受けた送出許可データ量制御部１２に同期して送出を許可したパケットが送出されている間は、受信部２に受信されたパケットを送出することを禁止するようになっている。
【００２４】
パケット取得部１０は、パケット管理部５によって管理されているパケットに関する情報から得られた格納アドレスに基づいて送出可否判定部９によって送出が許可されたパケットをバッファ部４から取得するようになっている。なお、パケット取得部１０は、バッファ部４からパケットを取得する際に、取得したパケットからパケット情報を除くようになっている。
【００２５】
送信部１１は、パケット取得部１０によって取得されたパケットを宛先端末に向けて送出するようになっている。なお、パケット取得部１０は、取得したパケットをＦＩＦＯ（First In First Out）メモリに記憶し、送信部１１は、ＦＩＦＯメモリに記憶されたパケットを順次送出するようにしてもよい。
【００２６】
以上のように構成されたパケット中継装置１において、図３乃至図５を用いてその動作を説明する。
【００２７】
図３は、パケット中継装置１のパケット送出動作を示すフローチャートである。なお、図３は、発明を理解しやすくするために１つのフローを対象とした動作を示している。
【００２８】
まず、トリガ出力部８によって出力された対象とするフロー（以下、単に「対象フロー」という。）に対するトリガが送出許可データ量制御部１２に受信されると（Ｓ１）、送出許可データ量保持部６に保持された対象フローの送出許可データ量に送出許可データ加算量テーブル７に保持された対象フローの送出許可データ量の加算量が送出許可データ量制御部１２によって加算される（Ｓ２）。
【００２９】
次に、対象フローに属する送出待ちパケットがバッファ部４に格納されているか否かがパケット管理部５によって管理された情報に基づいて送出可否判定部９によって判断され（Ｓ３）、対象フローに属する送出待ちパケットがバッファ部４に格納されてないと判断された場合には、パケット送出動作は、トリガ出力部８によって出力された対象フローに対する次のトリガが送出許可データ量制御部１２に受信されるのを待つ（Ｓ１）。
【００３０】
一方、対象フローに属する送出待ちパケットがバッファ部４に格納されていると判断された場合には、バッファ部４に最初に格納された対象フローに属するパケット（以下、単に「先頭パケット」という。）のパケット長に応じたデータ量が対象フローの送出許可データ量以下か否かがパケット管理部５によって管理された情報に基づいて送出可否判定部９によって判断される（Ｓ４）。
【００３１】
先頭パケットのデータ量が対象フローの送出許可データ量より多いと判断された場合には、パケット送出動作は、トリガ出力部８によって出力された対象フローに対する次のトリガが送出許可データ量制御部１２に受信されるのを待つ（Ｓ１）。
【００３２】
一方、先頭パケットのデータ量が対象フローの送出許可データ量以下と判断された場合には、総データ量が対象フローの送出許可データ量を超えない範囲で対象フローに属するパケットが先頭から順にパケット取得部１０によってバッファ部４から取得される（Ｓ５）。そして、パケット取得部１０によって取得されたパケットが格納されていたバッファ部４の領域は開放される。
【００３３】
パケット取得部１０によって取得されたパケットは、送信部１１によって宛先端末に向けて送出され（Ｓ６）、送信部１１によって送出されたパケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量制御部１２によって対象フローの送出許可データ量から減算される（Ｓ７）。
【００３４】
次いで、パケット送出動作は、トリガ出力部８によって出力された対象フローに対する次のトリガが送出許可データ量制御部１２に受信されるのを待つ（Ｓ１）。
【００３５】
図４は、パケット中継装置１のパケット受信動作を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、ネットワークからパケットが受信部２に受信されると（Ｓ１０）、受信されたパケット（以下、単に「受信パケット」という。）がパケット分類部３によってフロー毎に分類される（Ｓ１１）。
【００３７】
ここで、受信パケットが分類されたフローと同じフロー（以下、単に「該当フロー」という。）に分類されたパケットがバッファ部４に既に格納されているか否かが送出可否判定部９によって判断され（Ｓ１２）、該当フローに分類されたパケットがバッファ部４に既に格納されていると判断された場合には、受信パケットがバッファ部４に格納され（Ｓ１３）、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ１０）。
【００３８】
一方、該当フローに分類されたパケットがバッファ部４に格納されていないと判断された場合には、受信パケットのパケット長に応じたデータ量が該当フローの送出許可データ量以下か否かが送出可否判定部９によって判断される（Ｓ１４）。
【００３９】
受信パケットのデータ量が該当フローの送出許可データ量より多いと判断された場合には、受信パケットがバッファ部４に格納され（Ｓ１３）、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ１０）。
【００４０】
一方、受信パケットのデータ量が該当フローの送出許可データ量以下と判断された場合には、トリガ出力部８によって出力されたトリガを受けて他のフローに属するパケットが送出中であるか否かが送出可否判定部９によって判断される（Ｓ１５）。
【００４１】
他のフローに属するパケットが送出中であると判断された場合には、受信パケットがバッファ部４に格納され（Ｓ１３）、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ１０）。
【００４２】
一方、他のフローに属するパケットが送出中でないと判断された場合には、受信パケットが送信部１１によって宛先端末に向けて送出され（Ｓ１６）、該当フローの送出許可データ量から送信部１１によって送出されたパケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量制御部１２によって減算される（Ｓ１７）。
【００４３】
次いで、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ１０）。
【００４４】
なお、パケット中継装置１は、図５に示すように受信パケットをバッファ部４に格納したときに該当フローに属するパケットを送出できるか否かを判断するようにしてもよい。図５は、パケット中継装置１のパケット受信動作の他の態様を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、ネットワークからパケットが受信部２に受信されると（Ｓ２０）、受信パケットがパケット分類部３によってフロー毎に分類され（Ｓ２１）、分類されたパケットがバッファ部４に格納される（Ｓ２２）。
【００４６】
ここで、該当フローの先頭パケットのパケット長に応じたデータ量が該当フローの送出許可データ量以下か否かがパケット管理部５によって管理された情報に基づいて送出可否判定部９によって判断される（Ｓ２３）。なお、この判断を行う前に、バッファ部４に格納されたパケットが、該当フローの先頭パケットか否かの判別を行い、先頭パケットであると判別されたときは、この判断を行うようにしてもよい。
【００４７】
先頭パケットのデータ量が該当フローの送出許可データ量より多いと判断された場合には、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ２０）。
【００４８】
一方、先頭パケットのデータ量が該当フローの送出許可データ量以下と判断された場合には、トリガ出力部８によって出力されたトリガを受けて他のフローに属するパケットが送出中であるか否かが送出可否判定部９によって判断される（Ｓ２４）。
【００４９】
他のフローに属するパケットが送出中であると判断された場合には、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ２０）。
【００５０】
一方、他のフローに属するパケットが送出中でないと判断された場合には、総データ量が該当フローの送出許可データ量を超えない範囲で該当フローに属するパケットが先頭から順にパケット取得部１０によってバッファ部４から取得される（Ｓ２５）。
【００５１】
パケット取得部１０によって取得されたパケットは、送信部１１によって宛先端末に向けて送出され（Ｓ２６）、該当フローの送出許可データ量から送信部１１によって送出されたパケットのパケット長に応じたデータ量が送出許可データ量制御部１２によって減算される（Ｓ２７）。
【００５２】
次いで、パケット受信動作は、ネットワークから次のパケットが受信部２に受信されるのを待つ（Ｓ２０）。
【００５３】
このように、本実施形態に係るパケット中継装置は、パケットが入力された時に、入力されたパケットが属するフローに送出待ちパケットがない場合であって、かつ、当該パケットのパケット長に応じたデータ量が当該パケットが属するフローの送出許可データ量以下の場合には、トリガ出力部からのトリガを待たずに当該パケットを入力されたタイミングで送出させるため、パケットを受信した時からパケットを送信する時までの伝播遅延時間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置を構成するパケット分類部によるパケットの分類を説明するための図
【図３】本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置のパケット送出動作を示すフローチャート
【図４】本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置のパケット受信動作を示すフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態に係るパケット中継装置のパケット受信動作の他の態様を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５５】
１  パケット中継装置
２  受信部
３  パケット分類部
４  バッファ部
５  パケット管理部
６  送出許可データ量保持部
７  送出許可データ加算量テーブル
８  トリガ出力部
９  送出可否判定部
１０  パケット取得部
１１  送信部
１２  送出許可データ量制御部
【図１】
2006101336.tif 000003
【図２】
2006101336.tif 000004
【図３】
2006101336.tif 000005
【図４】
2006101336.tif 000006
【図５】
2006101336.tif 000007